JP6013921B2 - 真空支援型の経皮器具 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、その内容が本明細書中に参照により援用されている２０１０年２月２３日出願の米国仮特許出願第６１／３０７，１６６号、２０１０年１０月２６日出願の第６１／４０６，８１４号、および２０１０年１２月３日出願の第６１／４１９，４９１号の優先権を主張する。

本発明は、一般に経皮アクセスに関し、詳細には経皮アクセス部位での感染症を予防するためのプロセスおよび装置に関する。より詳細には、本発明は、細菌の内部移行（ｉｎｔｅｒｎａｌｉｚａｔｉｏｎ）、他の感染性因子または他の所望しない物質がカテーテル、シュタインマンピン、キルシュナー鋼線、もしくは他の経皮機器のアクセス点に入ることを防止するためのプロセスおよび装置を提供する。

静脈内カテーテルは微生物の付着点として作用し、生物膜の形成、および、挿入部位でもしくは装置の表面に沿った感染症をもたらす。カテーテル受口（ｈｕｂ）の感染症およびカテーテル関連の血流感染症は、留置カテーテルを用いた患者における主要な合併症である（たとえば、ＳａｆｄａｒおよびＭａｋｉ、Ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ．、２００４年１月、３０（１）：６２〜７；Ｓａｉｎｔら、Ｉｎｆｅｃｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｏｓｐ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌ．、２０００年６月、２１（６）：３７５〜８０）。

カテーテル関連の感染症を制御するための以前の試みは、挿入部位に施用したまたはカテーテル自体に組み込まれた局所的または流体的な抗細菌剤などによる、滅菌技法に向けられている。エチルアルコール（エタノール）および他のアルコールの抗微生物活性は周知である。６０〜７０％の濃度のイソプロピルアルコールは、表面および皮膚を衛生化するための抗微生物剤として幅広く使用されている。１０％の濃度のエチルアルコールはほとんどの微生物の成長を阻害する一方で、４０％以上の濃度は一般に殺菌性であるとみなされる（Ｓｉｓｓｏｎｓら、Ａｒｃｈｉｖｅｓ ｏｆ Ｏｒａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ、第４１巻、第１号、ＪＮ １９９６、２７〜３４）。

カテーテル挿入は、ドレナージまたは送達のために、数秒間の短い間、その場に保つことができる。しかし、末梢穿刺中心静脈カテーテル（ＰＩＣＣ）、骨ガイドワイヤー（ｓｋｅｌｅｔａｌ ｇｕｉｄｅ ｗｉｒｅｓ）、心臓補助装置ライン、または他の機器などの経皮アクセスのために、数週間または数カ月の間、その場に保つことがますます一般的である。そのような装置が皮膚を通して維持される時間の増加は、機器関連の感染症の可能性を増加させる。

ＳａｆｄａｒおよびＭａｋｉ、Ｉｎｔｅｎｓｉｖｅ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ．、２００４年１月、３０（１）：６２〜７ Ｓａｉｎｔら、Ｉｎｆｅｃｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｏｓｐ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌ．、２０００年６月、２１（６）：３７５〜８０

したがって、経皮機器に関連する感染症の可能性を予防するまたは低下させるためのプロセスおよび装置の必要性が存在する。

導管と流体接続している多孔性の内スリーブが含まれる、挿入部位での因子の透過を低下させるための装置を提供する。真空または流体力学源は導管と流体接続して、対象組織から内スリーブを通って導管までの流体を引き出す。導管は、内腔および導管外表面を有するように容易に形成されており、導管外表面は場合によりナノテクスチャー加工されている。導管の内腔は医療器具を収容するように適応されている。導管と流体連通しているスリーブは、真空または流体力学的な引き出し（ｄｒａｗ）条件下で崩壊することなしに、それを通して真空または流体力学的な引き出しが達成される、孔マトリックスによって特徴付けられる物質から容易に形成される。

対象組織中の経皮挿入部位で埋め込み装置を安定化させるプロセスには、前述の装置を皮下に挿入するステップと、挿入部位でスリーブ及び導管を通して前記対象組織に対して真空を引き、または前記挿入部位から前記導管を通して流体を引き、線維芽細胞を前記スリーブ内および上に引き出して、前記埋め込み装置を安定化させるステップとが含まれる。

経皮アクセス装置と接続しているガスケット、およびガスケットに取り付けられた帯具を備えることで、経皮挿入部位の周りに気密シール（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｔｉｇｈｔ ｓｅａｌ）を形成する、対象組織中の経皮挿入部位で因子の透過を低下させるためのキットを提供する。経皮アクセス装置と接続している導管は、帯具および挿入部位を取り囲む対象組織と流体連通している。導管に対する真空または流体力学的な引き出しは、対象組織中の経皮挿入部位での因子の透過を低下させる役割を果たす。

図１は、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の断面図である。 図２は、皮膚貫通の保護のために内スリーブを覆う外スリーブを示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の断面図である。 図３は、皮膚表面で終端する外スリーブを示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の断面図である。 図４は、皮膚の外表面に対して圧力シールをもたらす帯具を用いた、本発明の装置の斜視図である。 図５は、拡張可能な外スリーブを有する、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の斜視図である。 図６は、ガスケットおよび帯具を用いて皮膚の外表面に対して形成した圧力シールを示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した断面図である。 図７Ａは、皮膚の外表面に対するスライド可能な気密シールを形成するシリコン継ぎ環（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｏｌｌａｒ）およびプラスチック基部を示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の断面図である。 図７Ｂは、皮膚の外表面に対するスライド可能な気密シールを形成するシリコン継ぎ環およびプラスチック基部を示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の断面図である。 図８Ａは、フランジ内スリーブおよび任意のオープンセル埋め込み適合型ベロアカフ（ｖｅｌｏｕｒ ｃｕｆｆ）を示す、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の経皮構成要素の透視断面図である。 図８Ｂは図８Ａの分解組立図である。 図９は、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した、本発明のフランジ装置の部分切断図である。

以下の好ましい実施形態の説明は単に例示的な性質のものであり、いかなる様式でも、当然ながら変動し得る本発明の範囲、その応用、または使用を限定することを意図しない。本発明は、それ中に含まれている非限定的な定義および専門用語に関連して記載される。これらの定義および専門用語は、本発明の範囲または実施の限定として機能するように設計されておらず、例示的および説明的な目的でのみ提示されている。本発明の装置は、一般にカテーテルに関して本明細書中に開示されているが、これは本発明の限定であることを意味するわけではない。対象の皮膚を貫通する任意のチューブ、機器、ワイヤー、物質またはアセンブリが、本発明の装置と共にまたはそれと一体化して使用するために同様に作動可能である。

本発明は、経皮機器関連の感染症の可能性を低下させるための装置としての有用性を有する。

本発明の装置は、経皮機器と共に使用することを意図する。皮膚を横断することを意図する任意の機器が、本発明の装置で作動可能である。装置は、場合により、経皮アクセス装置、例示的にはＰＩＣＣ、カニューレ、もしくは他のカテーテル、またはピン、例示的にはシュタインマンピン、キルシュナー鋼線、および皮膚に入り込む他の装置もしくは機器と共に使用する。装置は、膀胱または他のカテーテル挿入機器と共にも同様に作動可能であることが理解されよう。

本発明の装置は、因子の存在による透過または合併症を減少させるか、または予防する。本明細書中で使用する「因子」とは、例示的には、細菌、ウイルス、真菌、他の生物などの感染性因子、または外来物質である。外来物質の例示的な例には、帯具、土壌、水、唾液、尿、もしくは他の流体、糞便、化学物質、または当技術分野で知られている他の物質が含まれる。透過が予防されるまたは合併症を生じる感染性因子の例示的な例には、緑膿菌（Ｐ．ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ）、エンテロバクター・クロアカ（Ｅ．ｃｌｏａｃａｅ）、大便連鎖球菌（Ｅ．ｆａｅｃａｌｉｓ）、カンジダ・アルビカンス（Ｃ．ａｌｂｉｃａｎｓ）、肺炎桿菌（Ｋ．ｐｎｅｕｍｏｎｉａｅ）、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）、黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）または他の感染性因子が含まれる。

本発明の装置は、場合により対象の表皮上で使用する。本明細書中で使用する用語「対象」とは、ヒトまたは非ヒト動物、場合により、ヒト；ウシ、ブタ、ウマ、ヤギ、ヒツジ、ネコ、イヌ、鳥類およびげっ歯類などの非霊長類を含めた哺乳動物、ならびにサル、チンパンジー、および遠人類などの非ヒト霊長類、ならびにヒト（具体的に「ヒト対象」としても表示する）を言う。

本発明の装置は、例示として、経皮機器−組織の界面に沿った流体の集まりまたは流れに対抗する力を提供することによって作動する。流体は、しばしば挿入の直後に開始されて経皮機器を取り囲む空間中で発生することが一般的である。この流体の存在により、通常は無傷の皮膚によって皮膚より下の領域へと排除される因子の遊走、流れ、または他の浸透が生じる。これらの因子による透過は、感染性疾患、挿入部位での炎症、または他の所望しない合併症の発生をもたらし得る。

本明細書中で使用する「挿入部位」とは、医療器具を配置するための皮膚または他の組織の意図的な妨害（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ）として定義される。

例示として、力は真空である。真空は、例示的には、流体が組織と包埋したカテーテルまたは他の機器との間の界面に沿って移動することを防止する。真空の陰圧は、生体物質の自然圧力または他の大気圧が、所望しない物質を挿入部位で、またはそれより下の領域から遠ざけることを可能にする。

本発明の装置は、１つまたは複数のスリーブを備える。スリーブは場合により内スリーブまたは外スリーブである。本明細書中で使用する用語「内」および「外」とは、相対寸法を包含する観点からの相対的な用語であり、表皮に対する位置決めに関する文脈の中で解釈されるべきでない。内スリーブは、流体または気体が任意に透過する多孔性物質または足場から場合により作製される。足場とは、任意選択で、細胞の付着、例示的には内スリーブの表面への線維芽細胞の付着を可能にするか、または促進する組織足場である。内スリーブは場合により処理されている。内スリーブの処理には、例示的には、線維芽細胞または他の細胞物質の付着を促進する化合物または表面テクスチャーが含まれる。場合により、内スリーブは織布から作製される。織布は、場合により、細胞、流体、気体（ｇａｓ）、または他の物質を透過可能である。

内スリーブは、場合により、装置中に存在する唯一のスリーブであることが理解される。内スリーブは、場合により、当該スリーブを通じて流体または気体を周辺環境から遠ざけるのに適した多孔性足場である。内スリーブとして使用するために作動可能な物質には、例示的には、コラーゲン、ＰＥＢＡＸ、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＵＨＷＰＥ、ＬＤＰＥ、もしくは前述のポリエチレンの任意の混合物）、ＰＥＴ、ＮｉＴｉ、ＭＹＬＡＲ、ニッケルチタン合金、他の熱可塑性ポリマーなどの他のポリマー、布、シリコンゴムなどのシリコン、ラテックス、ガラス、または当技術分野で知られている他の物質が含まれる。架橋結合の密度の勾配をその物質を通じて有するポリマー物質が、真空または流体力学的な引き出しおよび線維芽細胞の浸潤の促進に関して特定の利点を与えることが理解される。例として、遠位表面と比較して装置の中心軸の近位でより高い強剛性を有するポリマーは、圧力差に誘導される崩壊を阻止する。ある実施形態では、内スリーブは化学的に不活性な物質から作製される。ある実施形態では、多孔性足場は、対象の皮膚と直接接触しているか、または対象の皮膚を横断する。ある実施形態では、内スリーブは、線維芽細胞の付着部位を提供するような態様でテクスチャー加工または織り加工されている。テクスチャーは、場合により、ナノテクスチャーである。例示的なナノテクスチャーは、線維芽細胞の偽足伸長のアンカー・ポイントを提供する一方で、細菌コロニー形成が不都合な寸法を有するように、均一に５００ナノメートル未満である孔径を有する。本明細書中で使用するナノテクスチャー加工した表面は、５０〜５００ナノメートルの中央値寸法の圧痕を特徴とする。ある実施形態では、圧痕は１００〜３００ナノメートルの中央値寸法を有する。

ある実施形態では、テクスチャーは足場の形態である。足場は、例示的には金から形成される。金の足場は、場合により、スリーブを金／銀の合金から作製し、これを鉱酸などの酸に浸し、それによって銀を選択的に溶かして、適切な空隙率を有する金の構造を残すことによって形成する。あるいは、足場は、ポリカーボネートなどのポリマーメルト中に分散されている銀またはシリカなどの酸エッチング可能な生体適合性のナノ結晶から形成されており、首部（ｎｅｃｋ）がそれから直接形成されているか、またはナノ結晶をドープしたポリマーが首部の基質上にコーティングされている。ナノ結晶をドープしたポリマーを酸または塩基の溶液に供することで、ナノ結晶の溶解度に応じて、元のナノ結晶ドーパントを反映して空隙がポリマー中に形成される。たとえば、銀は６Ｎの塩酸に容易に溶解する一方で、シリカは濃フッ化水素酸に溶解する。プロセスを促進するために超音波処理の存在下での溶解が好ましい。具体的なナノ結晶寸法に応じて、１〜１０重量パーセントのナノ結晶の充填が、孔の所望の均一性および密度を達成するために十分である。他の多孔性表面および製造方法は、そのそれぞれがその全体で本明細書中に参照により援用されている、米国特許第７，７０４，２２５号およびそれ中に引用されている参考文献中に例示されている。

内スリーブは、場合により、第１の化合物でコーティングまたは含浸されていることが理解される。コーティングまたは含浸は、場合により、機器の皮膚内への挿入を容易にするための潤滑を提供する。化合物は、場合により、その内容が本明細書中に参照により援用されているＷＯ２００８／０６０３８０号に記載されているものなどの抗菌剤であるか；細胞接着に抵抗するもしくはそれを促進するか；抗凝固剤もしくは凝血促進剤であるか；または他の望ましい化合物である。

化合物には、場合により、線維芽細胞の成長を選択的に促進するおよび／または細菌もしくは他の汚染物質の付着を減少させるために作動可能な因子が含まれる。化合物は、線維芽細胞などの細胞の成長を場合により促進する。コーティングには、場合により、線維芽細胞成長因子（ＦＢＦ）化合物が含まれる。場合により、ＦＢＦは、インスリンおよび／またはデキサメタゾンと共にコーティングに使用される。デキサメタゾンおよび／またはインスリンの存在は、スリーブの表面上またはその孔内での線維芽細胞の複数層の成長を促進する。
コーティング物質には、例示的には、そのそれぞれが本明細書中に参照により援用されている、米国特許第５，８７４，５００号、第６，０５６，９７０号、および第６，６５６，４９６号、ならびにＮｏｒｍａｎら、Ｔｉｓｓｕｅ Ｅｎｇ． ３／２００５、１１（３〜４）３７５〜３８６頁に詳述されているように、細胞成長足場材料マトリックスが含まれる。例示的なコーティングは、組織足場材料、ポリ−ｐキシリレン、パリレンおよびそのようなコーティングの化学修飾されたタイプであり、挿入後の安定化を増強させる。化学修飾には、例示的には、フィブロネクチンおよび治癒プロセスに関連づけられている他の分子の結合が含まれる。組織足場材料およびポリマーは塗布、浸漬コーティングおよび噴霧によって容易に施用される一方で、ポリマーコーティングは化学蒸着（ＣＶＤ）などの気相蒸着技術によっても容易に施用されることが理解される。コーティングは、毛細管現象（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｄｒａｗ）を増強させるために、場合により多孔性である。ある実施形態では、コーティングは生分解性である。コーティングは、場合により、典型的には１０〜５００ミクロンの平均サイズ、場合により、３０〜５０ミクロンの平均サイズの孔を有する。

本発明の装置は、場合により、外スリーブを備える。外スリーブは、真空引き出し圧力（ｖａｃｕｕｍ ｄｒａｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を内スリーブから隔離するまたはそれに届ける役割を果たす。外スリーブは、場合により、内スリーブを円周方向に及び縦方向に覆う。この立体配置は、場合により、挿入時に内スリーブを表皮細菌または他の因子から保護する。

外スリーブは、一端または両端において場合により先細りになっている。遠位末端（使用中にカテーテルの内部末端に一番近い末端）での先細りは、機器を対象の皮膚内に挿入することの改良を提供する。先細りは、外スリーブの遠位末端でカテーテルとの円滑な相互作用を形成し得るか、または、場合により、カテーテルとの相互作用する装置の部位もしくはその近傍に突起部（ｒｉｄｇｅ）が存在する。

外スリーブは、場合により、経皮機器と共に使用するために適した任意の物質から作製されている。外スリーブで作動可能な例示的な物質には、記憶型または自己拡張性の物質が含まれる。外スリーブとして使用するために作動可能な物質には、例示的には、ＰＥＢＡＸ、ナイロン、ポリウレタン、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＵＨＷＰＥ、ＬＤＰＥ、もしくは前述のポリエチレンの任意の混合物）、ＰＥＴ、ＮｉＴｉ、ＭＹＬＡＲ、ニッケルチタン合金、他の熱可塑性ポリマーなどの他のポリマー、布、シリコンゴムなどのシリコン、ラテックス、ガラス、または当技術分野で知られている他の物質が含まれる。外スリーブは、場合により、足場を備えるか、またはそれから形成される。外スリーブの足場は、場合により、内スリーブの足場と同じまたは異なる物質から作製されている。内スリーブで作動可能な足場は、同様に外スリーブで作動可能である。

外スリーブは、場合により、拡張可能である。拡張可能な外スリーブは、場合により、物質の伸びによるもの、例示的にはアコーディオン式のまたは他の機構のような物質の展開によるもの、または外スリーブに拡張性もしくは圧縮性をもたらす物質である。

外スリーブは、場合により、第２の化合物でコーティングまたは含浸されていることが理解される。第２の化合物は、場合により、第１の化合物と同じである。コーティングまたは含浸は、場合により、機器の皮膚内への挿入を容易にするための潤滑を提供する。化合物は、場合により、その内容が本明細書中に参照により援用されているＷＯ２００８／０６０３８０号に記載されているものなどの抗菌コーティングもしくは含浸物質、細胞接着に抵抗するもしくはそれを促進する化合物、抗凝固剤もしくは凝血促進剤、または他の望ましい化合物である。

ある実施形態では、外スリーブはテクスチャー加工されている。テクスチャーは場合により、組織足場から形成される。外または内スリーブ上のテクスチャーは、場合により、均一または非均一である孔径、隆線（ｒｉｄｇｅ）、陥没（ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）、圧痕（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）、または他のテクスチャーを有する。テクスチャーは、場合により、線維芽細胞の偽足伸長のアンカー・ポイントを提供する一方で、細菌コロニー形成が不都合な寸法を有するように、５００ナノメートル未満の深さである。本明細書中で使用するナノテクスチャー加工した表面は、５０〜５００ナノメートルの中央値寸法の圧痕の均一分布を有する。ある実施形態では、圧痕は１００〜３００ナノメートルの中央値寸法を有する。

ある実施形態では、外スリーブは内スリーブを取り囲む。外スリーブおよび内スリーブは、場合により、単一の物質部分から形成される。外スリーブは、場合により、内スリーブを取り囲む配向であり、場合により、内スリーブの周りをスライド可能に配置可能である。ある実施形態では、外スリーブは、本発明の機器を挿入する際に内スリーブを保護し、内スリーブに対して、例示的には、印または、場合により、表皮の上部に位置する他の領域まで位置が調節可能である。ある実施形態では、内スリーブは皮膚を横断したまま保たれる一方で、外スリーブは表皮の上部に配置されるか、または１つもしくは複数の所望の深さもしくはレベルまで貫通する。

外スリーブは、場合により、装置を用いる際に、皮膚の外部または皮膚の表面付近に配置される。外スリーブは、場合により、内スリーブまたはその上部表面の内部または全体にわたって真空圧の均一な分布をもたらす上部チャンバを形成することが理解される。

外スリーブは、場合により、継ぎ環（ｃｏｌｌａｒ）内で終端するか、またはそれと一体化している。継ぎ環は、場合により、導管と流体接続している。ある実施形態では、継ぎ環は、外スリーブと比較して強剛性が増大した物質から作製されている。

本発明の装置は、場合により、皮膚を横切って配置される前にカテーテルと結合可能であるように、別々のアセンブリまたは単一の部品として製造される。本発明の装置は、場合により、カテーテルまたは他の機器を受け入れるための溝（ｓｌｏｔ）を有するように形成されている。機器は、場合により、皮膚を通してカテーテルを挿入する前に、カテーテル上にスライド可能である。場合により、カテーテルは、カテーテルを同じ挿入位置に挿入した後に機器がカテーテル上にスライドされるように、本発明の機器のガイドとしての役割を果たす。機器の関与（ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）は、因子が挿入点に進入することを予防するか、または既に挿入点の中もしくはその下にある因子を除去する。

ある実施形態では、本発明の装置はカテーテルまたは他の経皮機器と一体化している。

本発明の完全な機器は、ガスケット、導管、弁、および真空源を場合により備える。

特定の理論に束縛されることを意図しないが、装置を挿入するための機能低下皮膚（ｃｏｍｐｒｏｍｉｓｅｄ ｓｋｉｎ）と接触する本発明の装置の表面は、表面がテクスチャー加工されているか、コーティングされているか、またはそれらの組合せであるかにかかわらず、線維芽細胞の挿入を促進して、一度に複数層の線維芽細胞の、好ましくは装置に同時に固着している５層より多い線維芽細胞の、より好ましくは１０層より多いそのような線維芽細胞の層の深さまでの、環状形態（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ ｆｏｒｍ）から樹状および／または星状形態への線維芽細胞のオルソロジー変化（ｏｒｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ）を同時に促進する。複数層の線維芽細胞のオルソロジーの同時変化は、本発明の経皮的装置を迅速に安定化させる役割を果たす。プロセス中の真空圧の引き出しと併せて、感染症の危険性は最小限化され、本発明の装置は、周辺の真皮層に対して、引き抜き（ｐｕｌｌｏｕｔ）または装置の他の動きから安定化される。

本発明の装置は、場合により、１つまたは複数のガスケットまたはシールを備える。シールは、真空圧が大気へと漏れること、または体液が機器の皮下末端から系内に引き出されることを防止する。ガスケットは、場合により、カテーテルの外周の周りにシールを作るために適した任意の物質から作製される。ガスケットは、例示的にはシリコンゴム、ラテックス、ナイロン、または他のポリマー物質から作製される。ガスケットは、場合により、外スリーブ、内スリーブ、帯具、または継ぎ環と連絡しているか、またはそれと一体化している。

導管は、場合により、ガスケットを介してまたは直接接続のどちらかによって、内スリーブと流体接続している。導管は、場合により、本発明で使用する真空圧下で完全崩壊に耐える任意の物質から作製されている。

導管は、場合により、弁によって横切断されている。弁は、内スリーブに伝えられる真空圧を与える、解放する、または調節するために作動可能である。弁は、場合により、機械的または電気的に制御されている。当技術分野で知られている任意の弁または弁システムが本発明で作動可能である。弁は、場合により、本発明の装置の導管と機器部分との間の接合部に位置する。

本発明の装置は、場合により、真空源と連絡している。真空源は、装置内またはその周りに陰圧を作るために作動可能な任意の供給源であることができる。真空源は、場合により、真空チューブもしくはボトルなどの受動的真空、または能動的真空源、例示的には機械的ポンプ、シリンジ、もしくは他の真空源である。真空源は、場合により、連続的または断続的な陰圧を適用する。陰圧の規模は、場合により、調節可能、一定、または可変性である。ある実施形態では、断続的な真空を使用する。あるいは、流体を周辺組織からスリーブを通して導管を介して引き出す、流体力学的引き出し手段が提供される。流体力学的引き出し源には、例示的には、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドコポリマー、エチレン無水マレイン酸コポリマー、架橋カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールコポリマー、架橋ポリエチレンオキシド、およびポリアクリロニトリルのデンプングラフトコポリマーなどの超吸収性ポリマー；水溶性塩などの高浸透圧組成物；ならびに乾燥シリカまたはセルロース物質などの他の乾燥親水性粉末等の毛細管流動引き出し剤（ｃａｐｉｌｌａｒｙ ｆｌｏｗ ｄｒａｗ ａｇｅｎｔｓ）が含まれる。

本発明の装置は、場合により、血液または他の流体の検出システムを備える。血液検出システムは、場合により、流体検出装置である。流体検出装置は、場合により、高すぎるレベルの流体が導管を通った場合、または他の態様で本発明の装置の内部もしくは周囲を通った場合に、本発明の装置を停止するか、または陰圧を低下させる。ある実施形態では、流体検出システムは、流量を一定または可変の速度で維持するために真空レベルを調節する。血液または他の体液が高すぎる速度で検出された場合、検出システムは、場合により、真空レベルを低下させて、流量の速度を低下させるか、または流量の種類を調節する。

本発明の機器は、場合により、帯具を備える。帯具は、例示的には皮膚の表面上にシールを形成する。ある実施形態では、帯具は、内または外スリーブを取り囲む皮膚の表面上にチャンバを形成する。絶対に必要ではないが、チャンバは、カテーテルの外周の周りに真空圧を迅速かつ均一に適用することを可能にする。帯具は、場合により、ポリマー物質、布、または当技術分野で知られている他の物質である。

ある実施形態では、本発明の装置は皮膚を貫通しない。帯具は、場合により、ガスケットと結合しているか、または、それ自体がカテーテルの周りのガスケットとして機能するように作動可能な物質から、それ自体が作製されている。帯具は、場合により、帯具の表皮側上において真空の陰圧下で完全に崩壊しないように、十分な強剛性を有する物質から作製されている。帯具は、場合により、外または内側の形状が環状である。この環状の形状は完全に任意である。三角形、四角形、楕円形、または多角形などの他の形状も同様に作動可能である。

本発明の装置は、場合により、カテーテルまたは他の機器を取り囲む帯具であり、帯具は、弁または導管と流体連通している。帯具の表皮側に適用される陰圧は、場合により、帯具の外側の外周を表皮層に密着させるために十分な力のものである。真空の存在自体が、場合により、カテーテルの部位での、対象の皮膚内への、因子の動きを低下させるか、または排除するために十分である。

帯具と接触させるために、任意選択の接着剤が帯具上または表皮上に存在する。接着剤は当技術分野で知られている物質である。場合により、帯具は機器と一体化している。

ディフューザまたは他の多孔性物質が、場合により、カテーテルを取り囲み、場合により、表皮層上に静置されている。装置は、場合により、カテーテルを取り囲んで、真空が挿入点の周りに形成されることを可能にするために十分なシールを形成する接着剤によって、適切な位置に維持される。あるいは、真空自体が、機器の外周の周りまたは表皮とディフューザとの間に十分な密着（ｓｅａｌ）を提供して、一方または両方の位置を保ち、かつ、カテーテルを取り囲む皮膚上に装置を引き寄せるために十分な圧力を提供する。

ある実施形態では、いくつかの装置直径が作動可能である。本発明の装置は、場合により、内径および外径を有する。装置の内径は、場合により、経皮機器の直径と関連している。より大きな経皮機器は、一般に、より大きな装置内径を必要とする。あるいは、広範囲のカテーテルの直径または形状を装置で使用することを可能にする、単一の内径の装置を、取り外し可能および交換可能なガスケットまたはシールを用いて生成する。

ある実施形態では、機器は再利用可能である。本発明の装置は、場合により、オートクレーブ可能または他の様式で滅菌可能である。

また、カテーテル関連の感染症を低下させるかまたは排除するシステムも提供する。システムには、例示的には、複数の本発明の装置が含まれる。複数の装置は、場合により、単一の真空源または複数の真空源と連結される。複数の真空源は、場合により、カテーテル挿入の１つまたは複数の部位での真空圧を増加または減少させるために、相互接続しているか、または他の様式で同時にもしくは個々に調節可能である。

また、経皮挿入点での感染症を低下、予防、逆転、処置、または排除するプロセスも提供する。本発明のプロセスには、例示的には、カテーテルの外周または他の経皮機器の周りに真空圧を適用することが含まれる。真空圧は、流体が皮下層から遠ざかることを引き起こして、感染性因子が皮下層に進入することを防止するか、またはカテーテル関連の感染症の処置中にさらなる感染性因子が領域中に進入することを防止する。

本発明の装置を概して図１中の１０に示し、導管１６の内腔（ｂｏｒｅ）１４と流体連通しているスリーブ１２を示す。スリーブ１２は、内スリーブに関して上記で詳述した物質から形成されており、導管１６の穿孔された外表面２０に隣接する多孔性マトリックス１８によって特徴付けられる。作動中、多孔性マトリックス１８は、２２に集合的に示されている真空または流体力学的な引き出し源（ｄｒａｗ ｓｏｕｒｃｅ）によって生み出される強力な真空または流体力学の力を受ける。適切な平均孔直径は、典型的には の間である。マトリックス１８は、作動要件として、引き出し圧力下で崩壊を防止するために十分な強剛性を有しており、それによりマトリックスを通る真空または流体力を維持する。高度に架橋したポリマー物質、コラーゲン、多孔性セラミックまたは金属物質が、マトリックス１８を形成するために特に良好に適している。マトリックス１８は真空引き出しを促進すると理解され、このような大きな孔は、細菌および線維芽細胞がどちらも容易にそのような孔を浸潤するような大きさである。特定の理論に束縛されることは意図しないが、マトリックス１８内の有害な因子は、導管の内腔１４内に能動的に引き出されるか、または、生物学的増殖が可能な場合は、供給源２２によって導管の内腔１４上に発揮される力によって増殖が阻害されると考えられる。スリーブ１２の遠位表面２４は、上記詳述したように線維芽細胞の偽足伸長の接着を促進する一方で細菌コロニー形成を阻止するために十分小さい、任意選択のナノテクスチャー２５を有する。表面２４は供給源２２から限定的な引き出しを受けることが理解される。場合により、マトリックス１８と表面２４との間に中間マトリックス２６を提供する。マトリックス２６は、好ましくはマトリックス１８と比較してより小さな孔径を有しており、この属性が、単独でまたは低下した架橋密度と組み合わされて、この領域中で供給源２２によって生み出される引き出し力を、マトリックス１８で受けるものと比較して、低下させる。あるいは、マトリックス２６は、マトリックス１８と比較して同様の孔径分布、マトリックス１８と比較してより大きな孔直径、またはマトリックス２６の厚さの関数としての段階的な（ｇｒａｄｅｄ）孔寸法を有する。マトリックス２６は、マトリックス１８と同じ埋め込み適合の物質または別の埋め込み適合の物質から形成される。スリーブの多孔性（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）をより良く示すために、図１の右側は、マトリックス１８の孔と流体連通しているマトリックス２６の単一の孔のみを示す。マトリックス２６を通った真空引き出しに関連するより高い度合の孔崩壊は、耐容されるだけでなく、装置１０の迅速な安定化を促進すると考えられる。したがって、マトリックス１８に適用される真空または浸透圧の強さを変動させ、時間の関数としてマトリックス２６を伸長させることによる、供給源の引き出しのプログラムが場合により提供される。任意選択的なマトリックス２６中の孔径は、循環線維芽細胞がマトリックス２６に浸潤することを可能にするサイズのものであり、それにより、線維芽細胞の相互接続したネットワークの形成ならびに組織の肉芽に必要な他の細胞および化合物を通して治癒プロセスが開始される。マトリックス２６中の孔の典型的な断面寸法は、３〜５０個の循環線維芽細胞の直径である。さらに、線維芽細胞によるマトリックス２６への浸潤は、非多孔性表面の埋め込み中で見られる線維芽細胞の単層からマトリックス２６の厚さに対応する領域にかけての、装置の安定化を寸法的に拡大するために、作用することが理解される。当業者は、供給源２２からの真空または浸透圧の引き出しの強さが容易に調節できるるので、任意選択的なマトリックス２６内への浸潤を促進して安定化を加速できることを理解する。また、因子の阻害および線維芽細胞の浸潤の促進に加えて、供給源２２を介した引き出し力の適用が、装置１０を取り囲む体組織Ｔを装置１０と接触する固定位置に接着させて、その間に安定な界面を形成させる組織スケールの機能を果たすことが理解される。生じる界面は、慣用の縫合糸または接着性帯具と比較して、肉芽形成プロセスにおいて優れている。ナノテクスチャー加工した表面２４を有するマトリックス１８およびマトリックス２６は、一体化しているか、あるいは内および外スリーブに関して上記詳述したように連続した別々の層として形成されていることが理解される。コーティング物質２７は場合により表面２４の上をコーティングし、コーティング物質には、例示的には、以下にさらに詳述するように細胞移入足場材料（ｃｅｌｌｕｌａｒ ｉｎｇｒｅｓｓ ｓｃａｆｆｏｌｄｉｎｇ）が含まれる。コーティング物質は、場合によりナノテクスチャー加工されている、組織接触表面２９を有する。

本発明の装置は図２中で概して３０でさらに詳述されており、同様の数字は前述の図および明細書の文章に関してそれに与えられた意味に対応する。装置３０はカニューレ３４として示される中心となる（ｃｅｎｔｒａｌ）医療器具を有しており、これは、医療器具３４と対象の静脈Ｖとの間に流体連通を提供する脈絡で示されている。医療器具３４には、例示的には、カテーテル、カニューレ、ピン、もしくはワイヤー、またはシュタインマンピンおよびキルシュナー鋼線を含む、それらの具体的な型を有する他の経皮機器が含まれる。装置３０は、それぞれＥ、Ｄ、およびＳとして示される表皮、真皮、および皮下の層を通る経皮的なものである。装置３０は、寸法が異なることを例外として図１に関して詳述したスリーブ１２に対応する、内スリーブ１２ａを有する。内スリーブ１２ａは、真空または流体力学的な引き出し源２２と流体連通している多孔性マトリックス１８を有する。マトリックス１８と表面２４との間の中間に、マトリックス２６が場合により存在する。好ましくは、コーティング物質２７が表面２４を覆う。外スリーブ３３は真空シール３６で医療器具３４を嵌め込み、導管３８を介して真空または流体力学的な引き出し源２２と流体連通を形成する。装置３０の外スリーブ３３は、図２中では内スリーブ１２ａを完全に包む外スリーブ３３として示されており、装置３０を配置することによって作られた創傷に皮膚細菌が感染することを予防するための導入器（ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｒ）として役割を果たす。図２中に示すように配置した後、外スリーブ３３を、器具３４および内スリーブ１２ａに対して、好ましくは表皮Ｅのすぐ上の位置まで後退させて、それにより、供給源２２が、次いで、曝露された表面２４および任意選択的なコーティング２７の暴露された表面を通じて、周辺組織および引き出しを生み出した供給源２２へと流体を引き出すことが可能となる。図２中に示した属性の相対寸法は、視覚的な明確さのために変形されていることが理解される。

本発明の装置は図３中に概して４０で示されており、同様の数字は前述の図中でそれに帰せられた意味に対応する。装置４０は、外スリーブ４４が内スリーブ１２ａの直線状の伸長の全部（ｆｕｌｌ ｌｉｎｅａｒ ｅｘｔｅｎｔ）まで伸長するように形成されているのではなく、その代わりに表皮Ｅに対して挿入の停止を形成することだけが、図２中に示したものと異なる。

図４は本発明の装置５０の透視部分断面図であり、同様の数字は前述の図中でそれに帰せられた意味を有する。経皮的医療器具３４は、導管５６と医療器具３４との間の３６に真空シールまたはガスケットを有する。導管５６は、寸法以外はスリーブ１２および１２ａと同じである内スリーブ１２ｂと流体連通している。内スリーブ１２ｂは、場合により、それ上のマトリックス２６、コーティング物質２７、またはそれらの組合せを備えることが理解される。導管５６による内スリーブ１２ｂの真空または流体力学的な引き出しは、５７で示される、多孔性の内スリーブ１２ｂの領域５７で真空引き出しが排除されることを必要とする。内スリーブ１２ｂの皮下部分と比較して領域５７を通った優先的な真空引き出しは、気密性の帯具（ｇａｓ‐ｔｉｇｈｔ ｂａｎｄａｇｅ）５９と表皮Ｅの外表面との接着によって達成される。帯具５９は、外スリーブ５４の代わりに、またはそれと組み合わせて使用され、供給源２２と内スリーブ１２ｂの皮下部分との間に流体連通を達成するために、導管５６との気密シールを形成することが理解される。場合により、オープンセル泡沫物質を構成するディフューザまたは織布５１が、表皮Ｅの外表面と帯具５９との中間に位置して、それを通る真空引き出しを緩和させる。

本発明の装置は図５中に概して５０’で示されており、それ中で使用した同様の数字は前述の図に関してそれに帰せられた意味を有する。装置５０’は、外スリーブ５４’の直線状の伸長を変動させる機序を提供する拡張された蛇腹様の構造を有する外側の鞘（ｏｕｔｅｒ ｓｈｅａｔｈ）５４’を除けば、装置５０のすべての属性を有する。導管５６は、外スリーブ５４’と一緒に、器具３４に対してスライド可能であるように容易に構築されていることが理解される。

図６は、概して６０で示される本発明の装置の断面図であり、同様の数字は前述の図に関してそれに帰せられた意味を有する。内スリーブ１２ｂは、器具３４の周りに、表皮Ｅの外層と接触するガスケットまたはシール３６を有する。環形態のディフューザがガスケットを取り囲んでおり、帯具５９を介して外部空気が供給源２２へと引き出されることに対して密着されている。供給源２２による、対象組織、任意選択的なコーティング２６および内スリーブ１２ｂを介し、ディフューザ５１を通った真空引き出しが示される。

本発明の装置は、様々なサイズのガスケット、帯具、およびディフューザを有するキットの形態で容易に提供されて、本発明の装置を取り囲む皮膚との間に、内スリーブを通って供給源２２までの真空引き出しの連絡が生じるように、皮膚に密着したシールを提供する。図７Ａおよび７Ｂは、それぞれ、概して、７０および８０で本発明の装置を示し、同様の数字は前述の図に関してそれに帰せられた意味に対応する。シリコンなどの物質から形成される継ぎ環７２または８２は、継ぎ環が医療器具３４の長さに沿ってスライドすることを可能にする環状分割（ａｎｎｕｌａｒ ｓｐｌｉｔ）を有しており、好ましくは表皮Ｅの表面から離れている。プラスチック基部７４または８４は、帯具５９が継ぎ環７２または８２に容易に固定および密着されるように外に向かって伸長する。

図８Ａおよび８Ｂは、視覚的な明確さのために外観の相対寸法を誇張した本発明の装置の経皮構成要素を示し、同様の数字は前述の図に関してそれに帰せられた意味を有する。フランジ内スリーブ１２ｃは内スリーブ１２、１２ａ、および１２ｃと同じ属性を有しており、形状のみがそれらと異なる。内スリーブ１２ｃは上記詳述した物質から形成されており、真空源２２と流体連通している大きく強固な孔マトリックス１８によって特徴付けられている。スリーブ１２ｃは、線維芽細胞の接着を促進するために場合により、ナノテクスチャー加工されている表面２４を有する。表面２４は、前述のスリーブ１２、１２ａ、または１２ｂのうちの任意のものの表面と同様、場合により、装飾され、曲線状の（ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ）細胞運搬チャネル８２のパターンを有する。チャネルは様々な形態をとることができることが理解される。作動装置は、表面２４の円周を装飾するチャネル８２のパターンを典型的には有することが理解される。本明細書中で作動可能なチャネルパターンには、細菌ポケットの形成を不利にする任意のパターンが含まれる。チャネル８２は、スリーブ１２ｃへの押印、エンボス加工、鋳造または機械加工などの方法によって形成される。好ましくは、スリーブ１２ｃはナノテクスチャー加工されており、チャネル８２で装飾されている。本発明によるチャネル８２は、好ましくは線維芽細胞の直径の２〜１０倍の桁の寸法を有し、線維芽細胞は１０〜１５ミクロンの直径を有するため、これは、２０〜３００ミクロンに相当する。より好ましくは、チャネル８２は３０〜１２０ミクロンの幅を有する。最も好ましくは、チャネル８２は、細胞の平坦化および接着を不利にする切れ目および鋭角を欠く。放物線断面は、線維芽細胞の成長を促進するチャネルの例である。好ましくは、チャネル８２と表面２４の隣接領域との間の遷移は、細胞の平坦化および接着を不利にする切れ目および鋭角を欠く。内スリーブ１２ｂは、場合により、それ上のマトリックス２６、コーティング物質２７、またはそれらの組合せを備えることが理解される。物質２７の組織接触表面２９は、場合により、ナノテクスチャー加工されている。ベロア８４は、場合により、スリーブ１２ｃの一部分を包含する。ベロア８４は、例示的には、ＤＡＣＲＯＮ（登録商標）から、または移植可能なポリマー物質から形成される。また、ベロア８４は場合により、生分解性でもある。

図９は、本発明の装置を概して１００で示しており、同様の数字は前述の図に関してそれに帰せられた意味に対応する。キャップ１０２はシリコン、ポリマーまたは金属などの物質から形成されており、くず片が装置１００に入らないようにする役割を果たす。好ましくは、キャップ１０２は表皮Ｅの表面から離れている。カテーテルおよび真空または流体力学的な引き出し用チューブ１０４として示した医療器具３４は、それぞれキャップ１０２中に形成された相補的な開口部１０６および１０８を通る。チューブ１０４は、真空または流体力学的な引き出し源２２と、内スリーブ１２、１２ａ、１２ｂ、および１２ｃと同じ属性を有しており、形状のみがそれらと異なる内スリーブ１２ｄとの間の流体連通を提供する。内スリーブ１２ｄは上記詳述した物質から形成されており、供給源２２が組織液および線維芽細胞をスリーブ１２ｄ内に引き出すように、真空源２２と流体連通している大きく強固な孔マトリックス１８によって特徴付けられている。スリーブ１２ｄは、線維芽細胞の接着を促進するために場合によりナノテクスチャー加工されている表面２４を有する。表面２４は、前述のスリーブ１２、１２ａ、または１２ｂのうちの任意のものの表面と同様、場合により、装飾され、図８Ａおよび８Ｂに示した曲線状の細胞運搬チャネルのパターンを有する。内スリーブ１２ｄは、場合により、それ上のマトリックス２６、コーティング物質２７、またはそれらの組合せを備えることが理解される。コーティング２７は表面２４全体を覆う必要がないことが理解される。物質２７の組織接触表面２９は場合によりナノテクスチャー加工されている。フランジ１１２は、埋め込み装置１００を皮下層Ｓ内で安定化させるために提供されている。フランジ１１２は当技術分野で慣用の物質から構築され、当技術分野で慣用の方法によって形成される。その例は、米国特許第４，６３４，４２２号、第４，６６８，２２２号、第５，０５９，１８６号、第５，１２０，３１３号、第５，２５０，０２５号、第５，８１４，０５８号、第５，９９７，５２４号、および第６，５０３，２２８号に詳述されているものである。

本明細書中に示し記載したものに加えて、本発明の様々な改変が、上記説明の技術分野の当業者に明らかであろう。また、そのような改変も、添付の特許請求の範囲の範囲内にあることを意図する。

明細書中で言及した特許および出版物は、本発明が関連する技術分野の当業者のレベルの指標である。これらの特許および出版物は、それぞれの個々の出願または出版物が具体的かつ個々に本明細書中に参照により援用されている場合と同程度に、本明細書中に参照により援用される。

前述の説明は、本発明の特定の実施形態の例示的なものであるが、その実施の際に限定となることを意図しない。そのすべての均等物を含めた以下の特許請求の範囲は、本発明の範囲を定義することを意図する。

１０ 装置
１２ スリーブ
１４ （導管の）内腔
１６ 導管
１８ 多孔性マトリックス
２０ 穿孔された外表面
２２ 真空または流体力学的な引き出し源
２４ 遠位表面
２５ ナノテクスチャー
２６ 中間マトリックス
Ｔ 体組織
２７ コーティング物質
２９ 組織接触表面
３０ 装置
３４ カニューレ医療器具
Ｖ 静脈
Ｅ 表皮層
Ｄ 真皮層
Ｓ 皮下層
１２ａ 内スリーブ
３３ 外スリーブ
３６ 真空シール
３８ 導管
４０ 装置
４４ 外スリーブ
５０ 装置
５０’ 装置
５６ 導管
１２ｂ 内スリーブ
５７ 領域
５９ 気密帯具
５４ 外スリーブ
５４’ 外スリーブ
５１ オープンセル泡沫物質を構成するディフューザまたは織物
６０ 装置
２６ コーティング
７２ 継ぎ環
８２ 継ぎ環
７４ プラスチック基部
８４ プラスチック基部
１２ｃ 内スリーブ
８２ 曲線状の細胞運搬チャネル
８４ ベロア
１００ 装置
１０２ キャップ
１０４ チューブ
１０６ 開口部
１０８ 開口部
１２ｄ 内スリーブ
１１２ フランジ

Claims (11)

1. 導管と流体接続している多孔性の内スリーブと、
   前記導管と流体接続している真空または流体力学源と
   を備える、対象組織中の医療器具の挿入部位での、感染の低下のために用いられる装置であって、
   前記装置は、カテーテル、シュタインマンピン、キルシュナー鋼線またはその他の経皮機器、の少なくとも１つを含む医療器具の、前記導管を通る挿入のために、表皮層、真皮層、および皮下層を通る経皮的なものであり、
   前記導管は、開放近位末端および開放遠位末端を有し、
   前記多孔性の内スリーブは、前記表皮層の上から、前記挿入部位に沿って対象の前記皮下層へと伸びるように構成されており、および、
   前記真空または流体力学源は、前記導管の近位末端に流体接続する、機械的ポンプの真空源または流体力学的引き出し源である、
   装置。
2. 前記内スリーブを少なくとも部分的に取り囲む外スリーブをさらに備え、前記内スリーブが前記外スリーブを通って前記導管と流体接続している、請求項１に記載の装置。
3. 前記外スリーブが前記内スリーブを移動可能に取り囲んでいる、請求項２に記載の装置。
4. 前記内スリーブまたは外スリーブが、線維芽細胞の付着を促すように処理されているかまたは成形されている、請求項１に記載の装置。
5. 前記線維芽細胞の付着により、前記内スリーブまたは前記外スリーブが前記挿入部位中に固着される、請求項４に記載の装置。
6. 前記内スリーブまたは前記外スリーブが多孔性である、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記内スリーブまたは前記外スリーブがコーティング物質をさらに含む、請求項２から５に記載の装置。
8. 前記内スリーブまたは前記外スリーブがコーティング化合物をさらに含み、前記化合物が、場合により、成長因子、細胞外基質因子、線維芽細胞受容体、フィブロネクチン、ラミネクチン（ｌａｍｉｎｅｃｔｉｎ）、ＲＧＤ因子、デキサメタゾン、またはそれらの組合せである、請求項２から５に記載の装置。
9. 前記内スリーブが医療器具を取り囲んでいる、請求項１から５に記載の装置。
10. 流体、生物学的、または化学的な検出装置をさらに備える、請求項１から５に記載の装置。
11. 帯具をさらに備える請求項１から５に記載の装置。

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